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河南耐火磚廠家

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耐火磚性能對于挂窯皮影響

作者:河南耐火材料廠日期:2019-03-14閱讀

  耐火材料是否具備與水泥生料适當反應形成窯皮的能力,稱為挂窯皮的能力。所謂的窯皮是指水泥生料在燒成帶和過渡帶的耐火磚表面上,通過黏附和化合而形成一層具有一定強度物料層。窯皮是由作為固定骨架的C3S和C2S與充填在這些晶粒間的熔體C3A和C4AF以及MgO、Na2O、K2O和SO3等黏結而成。
 

  
 

  在 一定溫度下,一定成分的熟料其所含熔體具有一定的數量和黏度,它決定着熟料在當時的粒度大小及在磚面上的黏挂窯皮的難易和固着的牢度以及在窯溫變化下熔體 數量和黏度的變化程度,亦即使窯皮穩定存在的程度。顯然隻有窯料成分穩定适當,且與所在位置窯溫相适應,火焰的位置和窯溫也必須穩定,才能形成數量和黏度 均适當的熔體。

  

  在窯溫達一定值時,窯料(含煤灰等中産生熔體,在磚面上發生化學吸附和物理黏附,進而滲入磚内,并與耐火磚的成分反應,這是窯皮的形成階段。滲入物在不大于1200℃下 固化,産生機械錨固,這是窯皮的黏挂固着階段,從而形成窯皮的初始層。生料中的某些元素,還會沿耐火磚的微觀縫隙滲透到一定深度,使耐火磚在這一初始窯皮 的基礎上,如同滾雪球一樣,逐漸一層層的形成較厚的、較為穩定的窯皮。這層物料對于保護耐火磚是有積極意義的。它可以有效抗磨,有效隔熱,有效阻滞熱侵蝕 和化學侵蝕。

  

  影響耐火材料挂窯皮能力的主要因素有

  (1)化學成分。以白雲石為例,白雲石磚内均勻地分布着大量遊離的CaO,這些CaO極易與熟料中的C2S反應生成C3S,所以白雲石磚極易挂窯皮。而且磚與窯皮黏結緊密,堅固。而對于鎂鉻磚雖然初始挂窯皮比較容易,但鎂鉻磚中的鉻極易與堿金屬和硫發生反應,形成揮發性的K2CrO4和K2(CrS)O4, 促使熟料的部分元素滲透到鎂鉻磚的熱面層,使其緻密化和脆化,這一部分過渡層由于線膨脹系數與鎂鉻磚相差較大,在溫度驟變的時候,很容易随着窯皮撕裂剝落。因此在延長耐火材料的使用壽命上,特别強調提高窯的運轉率。襯磚的成分和結構對窯料有一定适應性,有利于窯料黏附磚面并适度滲入耐火磚内,窯皮能與磚 面密合黏附且在磚内形成機械錨固,使窯皮穩定存在于磚體上。

  

  (2)耐火磚的結構(主要是磚内氣孔分布适當)。水泥熟料中的CaO和SiO2能 否通過耐火磚表面的微觀孔隙滲透到一定深度,形成穩定的與耐火磚結合緊密的過渡層,以及這一過渡層的化學性質是窯皮是否穩定的重要條件。為提高挂窯皮的性 能,需要耐火磚的氣孔吸收一定數量的水泥熟料熔融物,使窯皮和耐火磚之間出現錨固層,從這個角度說耐火磚氣孔率不能太低,氣孔率以17%~18%為佳。

  

  (3)水泥生料和燃料與耐火材料的化學适應性。部分生料中有害元素的含量較高,在選用耐火磚時應充分考慮不同耐火材料對于不同生料的适應性。如前所述,在堿性環境裡,鎂鉻磚較次。

  

  鎂鋁尖晶石磚中的鎂鋁尖晶石組分也會被堿金屬元素侵蝕,其耐堿性優于鎂鉻磚,但次于白雲石磚。大量的實踐經驗證明,當熟料中的堿硫比大于1時,燒成帶窯襯的壽命以白雲石磚為較佳,鎂鋁尖晶石磚次之,鎂鉻磚較差。當堿硫比小于1時,燒成帶窯襯的壽命以鎂锆磚為較佳,其次為尖晶石磚,然後才是白雲石磚。

  

  耐火磚性能對挂窯皮的影響

  高溫條件下,水泥熟料和耐火材料互相作用,形成窯皮是一個複雜的現象。

  從耐火材料的角度看,這一問題涉及耐火材料的“發汗”、挂窯皮時耐火材料受到的損傷以及水泥熟料-耐火材料反應産物的熱态和冷态物理化學性質等衆多問題。

  

  第一,耐火材料的化學礦物組成、氣孔率和組織結構的牢固性決定熟料組分是否容易進入磚體,以及和耐火材料反應後産生何種物質。由此,決定耐火材料是否容易“發汗”,是否容易被熟料液相潤濕,是否容易粘接水泥熟料顆粒形成窯皮。

  

  第二,耐火材料受到高溫的作用和熟料的侵蝕,耐火材料表面的化學成分、物相組成、物理性能都發生了改變。例如,鎂鐵尖晶石磚、鐵鋁尖晶石磚含有大量的助燒Fe2O3。如果不能迅速形成窯皮,磚中Fe2O3将與熟料反應,形成C4AF和C2F,緻使耐火磚熱端的體積密度增高、顯氣孔率降低、熱膨脹系數增大,從而易于受熱震損害。

  

  鎂鉻磚的耐燒蝕性要比鎂鋁尖晶石磚、 鎂鐵尖晶石磚、鐵鋁尖晶石磚好得多。

  第四,水泥熟料與白雲石磚的反應産物是C3S,與鎂鉻、鎂鋁耐火材料的反應産物都有C2S。C2S具有相變和粉化的可能。在Cr、AU Fe三種元素中.隻

  有Cr能穩定/J-C2S。所以,白雲石磚的挂窯皮性較好,鎂鉻磚次之,鎂鋁耐火磚的挂窯皮性較差。

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